塑料模具设计课程学生自主学习与实践

摘 要:针对目前高分子材料与工程专业塑料模具设计课程教学方法存在的问题,进行了教学方法的改革探索,在教学过程中尝试采用教师辅导,学生自主学习的教学法.多年的教学实践表明:学生通过自主学习、相互交流,对塑料成型模具的学习兴趣和学习效率得到很大提高,强化了学生主动学习的意识,培养了学生的创新思维.

关 键 词 :塑料模具设计 教改 自主学习

1.塑料模具设计课程目前教与学存在的问题

塑料模具设计课程是高分子材料与工程专业课之一,但该专业学生缺乏机械方面的基础知识,且该课程机械方面图形众多,如果没有较好的机械制图基础,很难读懂这些图形.由于种种原因,以前的课堂教学主要是由教师讲解、课后学生做适当的练习,即讲练结合型教学方式.这种传统的教学方法讲清楚这类图形众多课程的教学内容难度很大,且学生很难掌握,教学效果非常不好.为了提高课程教学效果,已经有一些从事该课程教学的教师做了有益的教学改革,提高了学生学习该课程的积极主动性[1-7].笔者通过多年的教学实践,探索出一种学生自主学习的教学法.这种方法是教师通过前期对课程基础知识讲解使学生初步掌握塑料制品及其成型模具设计的基本方法,引导学生自学设计塑料制品及其成型模具所用的AutoCAD,UG,Pro/E等软件,学生分组利用这些软件设计具有一定使用价值的塑料制品及其成型模具,再讨论提出最优方案并派出代表在班上发言,其他学生可以提出不同意见或建议,最后教师进行归纳总结.通过这种教学方法,能够提高学生工作的适应能力,同时提高学生学习该课程的积极主动性.


2.学生自主学习的教学方法探索

塑料模具设计的传统授课方式主要是采用模型和挂图进行,只是静态地向学生展示某一状态下的结构平面图和相应的文字表.受到教学手段的限制,学生难以理解和掌握模具各零部件之间的动态关系.尤其是在注射模具机构设计中,注塑成型制品的脱模过程是一个比较复杂的动作过程,各类型脱模机构的设计又是本课程教学和学习的难点.笔者采用Flash Mx制作出在塑件成型过程中塑料成型模具运动过程的动画演示,以及与动画相配套的幻灯片.课件中的动画是将教材《塑料成型模具》[8]中相应的图形扫入Flash Mx中,然后通过把图中运动的部分分到不同图层并设定关键帧,从而用动画的形式解释塑料成型模具的合模、注射、冷却、开模、顶出塑件等一系列操作过程.课件中的文字说明则用PPT制作,同时应用扫描仪把相应的模具图形扫入PPT中.最后得到图文并茂的塑料模具设计教学课件.Flash动画使原来难以理解的知识点如分型面的确定、二次推出脱模动作、侧向分型等动作逼真地呈现出来,这样大大地激发了学生的学习兴趣,课堂教学立刻生动、活泼起来,明显提高了课堂的教学效果.但由于塑料模具设计课中有很多规则性、原则性知识,如果只是由教师满堂灌输,难免让学生产生思维疲劳,影响听课效果.因此,笔者通过多年的教学实践,采用了学生自主学习的教学法,操作方法如下:

教学组织形式以小组方式与独立工作相结合,每个班分为2~3组.首先在小组内让学生讨论项目课题,每个小组成员都要提出自己的见解和工作计划,在这一过程中可以锻炼学生的交流与合作能力,学生相互启发,相互学习,个人的知识欠缺将通过共同讨论、集思广益来弥补,同时还可以锻炼学生的学习和思考能力;经过大家讨论群策群力最终确定出较好的解决方案,在这一过程中可以锻炼学生解决问题和创造性思维能力,教师要给予必要的指导和帮助.按照确定的最优解决方案,学生独自或以小组方式在各自的工作计划指导下完成工作.工作结果要按照预定目标进行自我和相互检查,并判断达到的效果如何,这样可以锻炼学生的责任心、质量意识及评估能力.

根据塑料模具设计的课程特点,按照上述的教学组织形式设计思路,在教学过程中采用两次学生自主学习的教学法,第一次学生自主学习的教学法是在学完塑料制件的设计内容之后,要求各组组员在独立收集、分析和整理有关塑料制品设计资料的基础上,充分考虑塑件的尺寸和精度、表面光洁度、形状、斜度、壁厚、加强筋、支承面、圆角、孔、螺纹、嵌件、标记、符号及文字,设计一个有实际应用价值的塑件,通过自学AutoCAD,UG,Pro/E等软件,利用学过的知识或者手工绘制塑件的正剖面图、俯视图、侧视图,并说明塑件的设计思路.然后各组组长召集讨论每位组员设计的塑件,从合理性、新颖性、全面性角度出发,选出一个最合适的设计思路并对其进行充实、完善,制作成PPT.每组选出一位代表,讲解本组的设计思路,其他学生提出意见或改进建议,最后由教师进行归纳总结.

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第二次学生自主学习的教学法是在学完塑料模具设计课程内容之后,各组组员在独立收集、分析和整理有关注塑模具设计资料的基础上,充分考虑模具的成型零部件、浇注系统、导向部分、顶出装置、冷却加热系统、排气系统及分型抽芯机构的结构特点,针对第一次讨论课提出的塑件,设计一个注塑成型模具,利用AutoCAD,UG,Pro/E等软件或者手工绘制注塑模具的简图,并说明注塑模具的设计思路.各组组长再次召集讨论每位组员设计的注塑模具,选出一个最合适的设计思路并对其进行充实、完善,制作成PPT.每组选出一位代表讲解本组的设计思路,其他学生发表不同的意见,最后同样由教师进行归纳总结.

3.结束语

实践证明,在塑料模具设计课程中采用学生自主学习的教学法,能够最大限度地调动学生的学习兴趣和学习热情,在培养工科院校高分子材料与工程专业学生的学习能力、实践能力、创新能力等方面都取得了较好的效果,具有进一步深入研究和推广应用的价值.